DE102013222199A1 - Low and medium pressure plasma process for surface coating by means of percursor feed without carrier gas - Google Patents

Low and medium pressure plasma process for surface coating by means of percursor feed without carrier gas Download PDF

Info

Publication number
DE102013222199A1
DE102013222199A1 DE201310222199 DE102013222199A DE102013222199A1 DE 102013222199 A1 DE102013222199 A1 DE 102013222199A1 DE 201310222199 DE201310222199 DE 201310222199 DE 102013222199 A DE102013222199 A DE 102013222199A DE 102013222199 A1 DE102013222199 A1 DE 102013222199A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
precursor compound
coating
coating chamber
liquid medium
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE201310222199
Other languages
German (de)
Inventor
Jakob Barz
Michael Haupt
Georg Umlauf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE201310222199 priority Critical patent/DE102013222199A1/en
Priority to EP14191221.2A priority patent/EP2875874A1/en
Publication of DE102013222199A1 publication Critical patent/DE102013222199A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62—Plasma-deposition of organic layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4486—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by producing an aerosol and subsequent evaporation of the droplets or particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, einer Vorrichtung zum Beschichten mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, die beschichtete Oberfläche an sich sowie die Verwendung eines trägergasfreien Einbringens eines flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums in eine Beschichtungskammer.The present invention relates to a method for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, a device for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, the coated surface per se and the use of a carrier gas-free introduction of a liquid, at least one precursor compound containing Medium in a coating chamber.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, einer Vorrichtung zum Beschichten mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, die beschichtete Oberfläche an sich sowie die Verwendung eines trägergasfreien Einbringens eines flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums in eine Beschichtungskammer. The present invention relates to a method for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, a device for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, the coated surface per se and the use of a carrier gas-free introduction of a liquid, at least one precursor compound containing Medium in a coating chamber.

Im Stand der Technik werden Vorläuferverbindungen im Nieder- und/oder Mitteldruckplasmen, gegebenenfalls nach einem Verdampfungsschritt, der Plasmaentladung gasförmig, teilweise mithilfe eines Trägergases, zugeführt. Die gegebenenfalls erforderliche Verdampfung der Vorläuferverbindung erfolgt dabei meist außerhalb des Reaktors durch Erhitzen. In the prior art precursor compounds in low and / or medium pressure plasmas, optionally after a vaporization step, the plasma discharge gaseous, partially using a carrier gas supplied. The optionally required evaporation of the precursor compound is usually carried out outside the reactor by heating.

Bei Plasmabeschichtungsverfahren, die bei einem Druck von mehr als 600 mmHg (ca. 800 mbar) durchgeführt werden, werden die Vorläuferverbindungen meist als Spray einer (Bogen-)Entladung zugeführt. Oft handelt es sich hierbei um Suspensionen, wobei die Vorläuferverbindungen pulverförmig mittels eines Trägergases, Wasser und/oder eines Plasmastroms in die Reaktionskammer eingebracht werden ( Zotov et al., Journal of Membrane Science, 2013, 442, 119 bis 123 ). Auf diese Weise werden beispielsweise Fluorpolymere, wie Polyvinylidenfluorid-, Ethylenchlortrifluorethylen-, Perfluoralkoxyalkan- und Perfluorethylenpropylen-Beschichtungen aufgebracht ( Leivo et al., Progress in Organic Coatings, 2004, 49, 69–73 ). In plasma coating processes conducted at a pressure greater than 600 mmHg (about 800 mbar), the precursor compounds are usually supplied as a spray to a (sheet) discharge. These are often suspensions, the precursor compounds being introduced into the reaction chamber in powder form by means of a carrier gas, water and / or a plasma stream ( Zotov et al., Journal of Membrane Science, 2013, 442, 119-123 ). In this way, for example, fluoropolymers, such as polyvinylidene fluoride, ethylene chlorotrifluoroethylene, perfluoroalkoxyalkane and perfluoroethylene propylene coatings are applied ( Leivo et al., Progress in Organic Coatings, 2004, 49, 69-73 ).

Im Stand der Technik sind Nieder- und/oder Mitteldruckplasmaprozesse, welche zur Beschichtung von Oberflächen eingesetzt werden, auf gas- und/oder dampfförmige Vorläuferverbindungszugabe angewiesen. Da die Vorläuferverbindungen bei einigen Beschichtungsverfahren in großer Menge eingeführt werden müssen, jedoch einen sehr niedrigen Dampfdruck haben, stellt dies prozesstechnisch einen erheblichen Nachteil dar. Im Stand der Technik gibt es bislang noch kein Verfahren und/oder Vorrichtung, die dazu geeignet ist/sind, flüssige Medien in eine Beschichtungskammer, bevorzugt in großen Mengen, einzubringen, wobei die Beschichtungskammer einen Druck von weniger als 1 bar aufweist, ohne dass dabei ein Verdampfen des flüssigen Mediums erfolgen muss. In the prior art, low and / or medium pressure plasma processes, which are used for coating surfaces, rely on gas and / or vapor precursor compound addition. Since the precursor compounds must be introduced in large quantities in some coating processes, but have a very low vapor pressure, this represents a significant technical disadvantage in terms of process technology. There is as yet no method and / or apparatus in the prior art which are suitable for this, liquid media in a coating chamber, preferably in large quantities, to bring, wherein the coating chamber has a pressure of less than 1 bar, without causing an evaporation of the liquid medium must be carried out.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, insbesondere die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden, insbesondere ein Verfahren und/oder Vorrichtung bereitzustellen, wobei hohe Abscheideraten einer Vorläuferverbindung, insbesondere eines Monomers oder einer metallorganischen Verbindung, erzielt werden können, ohne dass die Vorläuferverbindung in den gasförmigen Zustand gebracht werden muss. Insbesondere soll gewährleistet werden, dass homogene Beschichtungen aus temperaturstabilen Substanzen, insbesondere Polymeren, insbesondere zusammen mit Edelmetallionen, in einem Abscheidevorgang erzeugt werden können. It is therefore an object of the present invention, in particular to overcome the abovementioned disadvantages, in particular to provide a method and / or apparatus, wherein high deposition rates of a precursor compound, in particular a monomer or an organometallic compound, can be achieved without the precursor compound in the gaseous Condition must be brought. In particular, it should be ensured that homogeneous coatings of temperature-stable substances, in particular polymers, in particular together with noble metal ions, can be produced in a deposition process.

Die der Erfindung zugrundeliegende technische Aufgabe wird durch die technische Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. The technical problem underlying the invention is solved by the technical teaching of the independent claims.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

  • a) Bereitstellen eines flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums,
  • b) Bereitstellen einer Beschichtungskammer, die einen zu beschichtenden zwei- oder dreidimensionalen Körper und eine Plasmaerzeugungsvorrichtung aufweist, wobei in der Beschichtungskammer ein Druck von weniger als 1 bar vorliegt,
  • c) Einbringen des flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums ohne Trägergas mittels einer Düse in die Beschichtungskammer,
  • d) Aktivieren der mindestens einen Vorläuferverbindung mittels eines durch die Plasmaerzeugungsvorrichtung erzeugten Niedertemperaturplasmas,
  • e) Abscheiden der mindestens einen aktivierten Vorläuferverbindung auf mindestens einer Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers, und
  • f) Erhalten einer Beschichtung auf der mindestens einen Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers.
In particular, the present invention relates to a method for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, the method comprising the following steps:
  • a) providing a liquid medium containing at least one precursor compound,
  • b) providing a coating chamber having a two- or three-dimensional body to be coated and a plasma generating device, wherein a pressure of less than 1 bar is present in the coating chamber,
  • c) introduction of the liquid medium containing at least one precursor compound without carrier gas by means of a nozzle into the coating chamber,
  • d) activating the at least one precursor compound by means of a low-temperature plasma generated by the plasma-generating device,
  • e) depositing the at least one activated precursor compound on at least one surface of the two- or three-dimensional body, and
  • f) obtaining a coating on the at least one surface of a two- or three-dimensional body.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht überraschenderweise sehr hohe Abscheideraten und auch einen hohen Materialdurchsatz der mindestens einen aktivierten Vorläuferverbindung. Die Beschichtung erfolgt zudem bei einem Druck von weniger als 1 bar, bevorzugt weniger als 600 mbar, bevorzugt weniger als 1 mbar, wodurch bevorzugt unerwünschte Nebenreaktionen, bevorzugt die Agglomeration der mindestens einen Vorläuferverbindung, vermindert, bevorzugt ausgeschlossen, werden. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens können insbesondere Beschichtungen mit glasartigen, keramikartigen, keramischen oder metalloxidischen Schichten mit einer hohen Abscheiderate hergestellt werden. Ebenfalls lassen sich Monomere, Oligomere oder Polymere in prozesstechnisch einfacher Weise auf die mindestens eine Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers aufbringen. Surprisingly, the process according to the invention enables very high deposition rates and also a high material throughput of the at least one activated precursor compound. The coating is also carried out at a pressure of less than 1 bar, preferably less than 600 mbar, preferably less than 1 mbar, whereby preferably unwanted side reactions, preferably the agglomeration of the at least one precursor compound, reduced, preferably excluded. Due to the method according to the invention, it is possible in particular to produce coatings having glassy, ceramic-like, ceramic or metal-oxide layers with a high deposition rate. Likewise, monomers, oligomers or polymers can be applied to the at least one surface of the two- or three-dimensional body in a process-technically simple manner.

Ebenfalls ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Polymere mit zusätzlichen funktionellen Gruppen auszustatten, die ansonsten aufwendig in weiteren, bevorzugt nachträglichen Verfahrensschritten in die Beschichtung eingebracht werden müssen. Beispielsweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Monomere, insbesondere Acrylsäuremonomere, zusammen mit Edelmetallionen, bevorzugt Silberionen, aufzutragen. Im Stand der Technik ist das gemeinsame Auftragen von Monomeren mit Silberionen nicht möglich gewesen. Die Silberionen hätten entweder mithilfe von Co-Sputter-Verfahren oder über nasschemische Prozessschritte zu der polymeren Beschichtung hinzugefügt werden müssen. It is likewise possible with the process according to the invention to provide polymers with additional functional groups which otherwise have to be incorporated into the coating in a complicated manner in further, preferably subsequent process steps. For example, it is possible with the method according to the invention to apply monomers, in particular acrylic acid monomers, together with noble metal ions, preferably silver ions. In the prior art co-application of monomers with silver ions has not been possible. The silver ions would have had to be added to the polymeric coating either by co-sputtering or by wet-chemical process steps.

Außerdem ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überraschenderweise möglich, homogene, defektfreie und sehr glatte Beschichtungen, auf der Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers zu erzeugen. In addition, it is surprisingly possible with the method according to the invention to produce homogeneous, defect-free and very smooth coatings on the surface of the two- or three-dimensional body.

Insbesondere lässt sich durch den Verzicht auf das Trägergas die mindestens eine Vorläuferverbindung ohne unnötige zusätzliche Belastung der Vakuumpumpen, die zum Erzeugen des Drucks von weniger als 1 bar eingesetzt werden, in die Beschichtungskammer einbringen. In particular, by eliminating the carrier gas, the at least one precursor compound can be introduced into the coating chamber without unnecessary additional loading of the vacuum pumps, which are used to generate the pressure of less than 1 bar.

Erfindungsgemäß wird daher bevorzugt ein Verfahren zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

  • a) Bereitstellen eines flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums,
  • b) Bereitstellen einer Beschichtungskammer, die einen zu beschichtenden zwei- oder dreidimensionalen Körper und eine Plasmaerzeugungsvorrichtung aufweist, wobei der zu beschichtende zwei- oder dreidimensionale Körper mindestens eine Oberfläche aufweist, die beschichtet werden soll, wobei in der Beschichtungskammer ein Druck von weniger als 1 bar, bevorzugt von weniger als 600 mbar, bevorzugt von weniger als 1 mbar, vorliegt,
  • c) Einbringen, bevorzugt Einleiten, des flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums ohne Trägergas mittels einer Düse in die Beschichtungskammer, sodass sich das flüssige, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium in der Beschichtungskammer fein verteilt, bevorzugt in Form von Tröpfchen, wobei mindestens 90% aller Tröpfchen einen Durchmesser von 100 µm oder weniger aufweisen,
  • d) Aktivieren der mindestens einen Vorläuferverbindung mittels eines durch die Plasmaerzeugungsvorrichtung erzeugte Niedertemperaturplasmas, sodass zumindest ein Teil der in die Beschichtungskammer eingebrachten Vorläuferverbindung aktiviert wird,
  • e) Abscheiden der mindestens einen aktivierten Vorläuferverbindung auf mindestens eine Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers, sodass sich eine polymere, polymerartige, glasartige, keramikartige, keramische oder metalloxidische Beschichtung daraus ausbildet, und
  • f) Erhalten einer polymeren, polymerartigen, glasartigen, keramikartigen, keramischen oder metalloxidischen Beschichtung auf der mindestens einen Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers.
According to the invention, therefore, a method is preferably provided for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, the method comprising the following steps:
  • a) providing a liquid medium containing at least one precursor compound,
  • b) providing a coating chamber having a two- or three-dimensional body to be coated and a plasma generating device, wherein the two- or three-dimensional body to be coated has at least one surface to be coated, wherein in the coating chamber, a pressure of less than 1 bar , preferably of less than 600 mbar, preferably less than 1 mbar, is present,
  • c) introduction, preferably introduction, of the liquid medium containing at least one precursor compound without carrier gas into the coating chamber by means of a nozzle so that the liquid medium containing at least one precursor compound is finely distributed in the coating chamber, preferably in the form of droplets, whereby at least 90% all droplets have a diameter of 100 μm or less,
  • d) activating the at least one precursor compound by means of a low-temperature plasma generated by the plasma-generating device, so that at least a part of the precursor compound introduced into the coating chamber is activated,
  • e) depositing the at least one activated precursor compound on at least one surface of the two- or three-dimensional body to form a polymeric, polymer, glassy, ceramic, ceramic or metal oxide coating therefrom, and
  • f) obtaining a polymeric, polymer, glassy, ceramic, ceramic or metal oxide coating on the at least one surface of a two- or three-dimensional body.

Unter dem Begriff „zweidimensionaler Körper“ wird in einem dreidimensionalen Raum mit den Raumachsen x, y und z ein Körper mit den räumlichen Ausdehnungen x‘, y‘ und z‘ entlang der Raumachsen verstanden, wobei die räumlichen Ausdehnungen von x‘ und y‘ deutlich größer als die räumliche Ausdehnung z‘ sind, bevorzugt um den Faktor 5, bevorzugt um den Faktor 10, bevorzugt um den Faktor 50, bevorzugt um den Faktor 100, bevorzugt um den Faktor 1000. Der Begriff „zweidimensionaler Körper“ bedeutet demgemäß, dass eine gewisse räumliche Ausdehnung in jeder der drei Raumachsen erfolgt. The term "two-dimensional body" is understood in a three-dimensional space with the spatial axes x, y and z a body with the spatial dimensions x ', y' and z 'along the spatial axes, the spatial dimensions of x' and y 'clearly greater than the spatial extent z 'are, preferably by a factor of 5, preferably by a factor of 10, preferably by a factor of 50, preferably by a factor of 100, preferably by a factor of 1000. The term "two-dimensional body" accordingly means that a certain spatial extension takes place in each of the three spatial axes.

Unter dem Begriff „flüssiges Medium“ wird ein Medium verstanden, das über eine Düse in die Beschichtungskammer eingebracht werden kann. Das flüssige Medium weist daher eine gewisse Viskosität bei 25 °C, bevorzugt eine Viskosität von 10 mPa·s (Millipascalsekunde) oder weniger, bevorzugt von 5 mPa·s oder weniger, bevorzugt 1 mPa·s oder weniger bei 25 °C auf. Das flüssige Medium weist neben der mindestens einen Vorläuferverbindung bevorzugt ein Lösungsmittel, bevorzugt ein organisches Lösungsmittel und/oder Wasser, auf. Das Lösungsmittel dient bevorzugt dazu, die Viskosität der mindestens einen Vorläuferverbindung soweit zu reduzieren, dass sie über die eingesetzte Düse in die Beschichtungskammer eingebracht werden kann. Bevorzugt hat das Lösungsmittel eine geringere Viskosität als die mindestens eine Vorläuferverbindung. Bevorzugt ist das verwendete Lösungsmittel ebenfalls eine Vorläuferverbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung. Bevorzugt weist das flüssige Medium ein Gemisch aus mindestens zwei Vorläuferverbindungen auf, bevorzugt besteht daraus, wobei das Gemisch mindestens eine Vorläuferverbindung und mindestens ein als Vorläuferverbindung einsetzbares Lösungsmittel aufweist, bevorzugt daraus besteht. Bevorzugt weist das flüssige Medium ein Gemisch aus zwei Vorläuferverbindungen auf, bevorzugt besteht daraus, wobei das Gemisch eine Vorläuferverbindung und ein als Vorläuferverbindung einsetzbares Lösungsmittel aufweist, bevorzugt daraus besteht. The term "liquid medium" is understood to mean a medium which can be introduced into the coating chamber via a nozzle. Therefore, the liquid medium has a certain viscosity at 25 ° C, preferably a viscosity of 10 mPa · s (millipascal second) or less, preferably 5 mPa · s or less, preferably 1 mPa · s or less at 25 ° C. In addition to the at least one precursor compound, the liquid medium preferably contains a solvent, preferably an organic solvent and / or water. The solvent preferably serves to reduce the viscosity of the at least one precursor compound to such an extent that it can be introduced into the coating chamber via the inserted nozzle. Preferably, the solvent has a lower viscosity than the at least one precursor compound. Preferably, the solvent used is also a precursor compound in the context of the present invention. The liquid medium preferably comprises a mixture of at least two precursor compounds, preferably consisting thereof, wherein the mixture has at least one precursor compound and at least one solvent which can be used as precursor compound, preferably consisting thereof. The liquid medium preferably comprises a mixture of two precursor compounds, preferably consisting thereof, wherein the mixture has, preferably consists of, a precursor compound and a solvent which can be used as precursor compound.

Bevorzugt ist das organische Lösungsmittel ein protisches oder aprotisches Lösungsmittel. Bevorzugt ist das organische Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenwasserstoffen, Aceton, Acetonitril, Alkoholen, tert-Butylmethylether, Benzylalkohol, Chloroform, Dibutylether, Diethylenglycol, Diethylether, Diiodmethan, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, 1,4-Dioxan, Essigsäureethylester, Ethanol, Ethylenglycol, Ethylenglycoldimethylester, Formamid,. Bevorzugt sind die Kohlenwasserstoffe ausgewählt aus halogenierten, bevorzugt perhalogenierten, Kohlenwasserstoffen und nicht-substituierten Kohlenwasserstoffen, bevorzugt aus Toluol, Pentan, Cyclohexan, n-Hexan und Heptan, die optional halogeniert oder perhalogeniert sind, wobei das Halogen bevorzugt ausgewählt ist aus Fluor, Chlor und Gemischen davon. Bevorzugt sind die Alkohole Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol und Pentanol. Bevorzugt scheiden sich die Lösungsmittel nicht auf der zu beschichtenden Oberfläche ab. Bevorzugt verdampfen diese Lösungsmittel aufgrund ihres Dampfdruckes und werden deshalb nicht abgeschieden. Preferably, the organic solvent is a protic or aprotic solvent. Preferably, the organic solvent is selected from the group consisting of hydrocarbons, acetone, acetonitrile, alcohols, tert-butyl methyl ether, benzyl alcohol, chloroform, dibutyl ether, diethylene glycol, diethyl ether, diiodomethane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, 1,4-dioxane, ethyl acetate, ethanol, ethylene glycol , Ethylene glycol dimethyl ester, formamide ,. The hydrocarbons are preferably selected from halogenated, preferably perhalogenated, hydrocarbons and unsubstituted hydrocarbons, preferably from toluene, pentane, cyclohexane, n-hexane and heptane, which are optionally halogenated or perhalogenated, wherein the halogen is preferably selected from fluorine, chlorine and Mixtures thereof. The alcohols are preferably methanol, ethanol, propanol, butanol and pentanol. Preferably, the solvents do not separate on the surface to be coated. Preferably, these solvents evaporate due to their vapor pressure and are therefore not precipitated.

Bevorzugt ist das flüssige Medium eine Lösung. Bevorzugt ist das flüssige Medium frei von Schwebteilchen und/oder partikulären Bestandteilen und/oder suspendierbaren Bestandteilen und/oder Feststoffen und/oder Pulvern und/oder Trübstoffen. Bevorzugt besteht das flüssige Medium aus der mindestens einen Vorläuferverbindung. Preferably, the liquid medium is a solution. The liquid medium is preferably free of suspended particles and / or particulate constituents and / or suspendible constituents and / or solids and / or powders and / or turbid substances. The liquid medium preferably consists of the at least one precursor compound.

Unter dem Begriff „Vorläuferverbindung“ wird eine Verbindung verstanden, die als Ausgangsverbindung für die herzustellende Beschichtung dient. Die erfindungsgemäßen Vorläuferverbindungen zeichnen sich bevorzugt dadurch aus, dass sie aktivierbare, über eine Düse in eine Beschichtungskammer einbringbare und zu einer polymeren, polymerartigen und/oder Hartstoffbeschichtung umsetzbare Verbindungen sind. Bevorzugt ist die Vorläuferverbindung in einem Lösungsmittel lösbar. Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Vorläuferverbindungen polymerisierbare Monomere und/oder Oligomere sowie metallorganische Komplexe. Die Monomere weisen bevorzugt eine polymerisierbare Doppelbindung und/oder polymerisierbare funktionelle Gruppen auf. Bevorzugt weisen die polymerisierbaren funktionellen Gruppen mindestens ein Heteratom, bevorzugt Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel auf. Die erfindungsgemäßen Vorläuferverbindungen sind aktivierbar, insbesondere durch thermische, elektronische und/oder rotatorische Anregung und/oder durch chemische Umsetzung, bevorzugt zu Radikalen, Ionen oder Fragmenten. Als Vorläuferverbindungen können bevorzugt Monomere, wie Acrylsäure, Acrylat, Methacrylat, Methacylsäure, Hexamethyldisiloxan, Polydimethylsiloxan, Tetramethyldisiloxan oder Oligomere davon, verwendet werden. The term "precursor compound" is understood to mean a compound which serves as starting compound for the coating to be produced. The precursor compounds according to the invention are preferably characterized in that they are activatable compounds which can be introduced into a coating chamber via a nozzle and can be converted into a polymeric, polymer-like and / or hard material coating. Preferably, the precursor compound is soluble in a solvent. The precursor compounds according to the invention are preferably polymerizable monomers and / or oligomers and organometallic complexes. The monomers preferably have a polymerizable double bond and / or polymerizable functional groups. The polymerisable functional groups preferably have at least one heteroatom, preferably oxygen, nitrogen and sulfur. The precursor compounds according to the invention can be activated, in particular by thermal, electronic and / or rotational excitation and / or by chemical reaction, preferably to radicals, ions or fragments. As the precursor compounds, monomers such as acrylic acid, acrylate, methacrylate, methacrylic acid, hexamethyldisiloxane, polydimethylsiloxane, tetramethyldisiloxane or oligomers thereof may preferably be used.

Unter den Begriff „Oligomere“ werden Verbindungen verstanden, die mehrere identische Einheiten, auch Monomere genannt, aufweisen, bevorzugt daraus bestehen, wobei die Einheiten sich zwei- bis zehnmal, bevorzugt vier- bis achtmal wiederholen. The term "oligomers" means compounds which have a plurality of identical units, also called monomers, preferably consist thereof, the units repeating two to ten times, preferably four to eight times.

Unter dem Begriff „aktivierbar“ verstanden, dass die mindestens eine Vorläuferverbindung in einen Zustand versetzt wird, wodurch die aktivierten Moleküle der mindestens einen Vorläuferverbindung mit aktivierten und/oder nicht-aktivierten, bevorzugt im Grundzustand vorliegende Moleküle der mindestens einen Vorläuferverbindung reagieren können, insbesondere zu polymerartigen oder polymeren Verbindungen. Ohne die erfindungsgemäße Aktivierung ist es nicht möglich, dass die mindestens eine Vorläuferverbindung unter den während der Durchführung des erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß bevorzugten Verfahrens vorliegenden Bedingungen chemisch umgesetzt werden kann, insbesondere zu einem Oligomer oder einer polymeren oder polymerartigen Verbindung. The term "activatable" means that the at least one precursor compound is converted into a state whereby the activated molecules of the at least one precursor compound can react with activated, and / or non-activated, preferably ground-state molecules of the at least one precursor compound, in particular too polymeric or polymeric compounds. Without the activation according to the invention, it is not possible that the at least one precursor compound can be chemically reacted under the conditions present during the performance of the process according to the invention or according to the invention, in particular to form an oligomer or a polymeric or polymer-like compound.

Unter dem Begriff „ohne Trägergas“ wird verstanden, dass das Einbringen des flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Mediums ohne Trägergas erfolgt. Dies bedeutet, dass kein Gas zusammen mit dem flüssigen Medium über die Düse in die Beschichtungskammer eingebracht wird. Selbstverständlich kann das, bevorzugt fein verteilt vorliegende, flüssige Medium nach dem Eintritt in die Beschichtungskammer entweder teilweise verdampfen, bevorzugt im Bereich des Niedertemperaturplasmas, oder mithilfe eines Trägergases nach oder während der Niedertemperaturplasmabehandlung zu der zu beschichtenden mindestens einen Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers transportiert werden. Erfindungsgemäß wird insbesondere unter dem Begriff „ohne Trägergas“ verstanden, dass die durch die Düse transportierten, wandernden Tropfen oder Tröpfchen nicht durch ein Gas, insbesondere das Trägergas, abgeschert werden müssen. The term "without carrier gas" is understood to mean that the introduction of the liquid medium containing at least one precursor compound takes place without carrier gas. This means that no gas is introduced together with the liquid medium via the nozzle in the coating chamber. Of course, the, preferably finely divided, present liquid medium after entering the coating chamber either partially evaporate, preferably in the range of low temperature plasma, or transported by means of a carrier gas after or during the low-temperature plasma treatment to be coated at least one surface of the two- or three-dimensional body become. According to the invention, the term "without carrier gas" is understood in particular to mean that the migrating drops or droplets transported through the nozzle do not have to be sheared off by a gas, in particular the carrier gas.

Unter dem Begriff „Niedertemperaturplasma“ wird ein Plasma verstanden, wobei die Temperatur der durch die Plasmaerzeugungsvorrichtung erzeugten Neutralteilchen und Ionen deutlich geringer ist als die Temperatur der Elektronen. Insbesondere liegt ein Niedertemperaturplasma vor, wenn die Neutralteilchen und die Ionen des Plasmas eine Temperatur von weniger als 200 °C, bevorzugt weniger als 120°C, und die erzeugten Elektronen eine Temperatur von mehr als 5000 °C, bevorzugt 9000 °C, aufweisen. The term "low-temperature plasma" is understood to mean a plasma, the temperature of the neutral particles and ions produced by the plasma-generating device being significantly lower than the temperature of the electrons. In particular, a low-temperature plasma is present when the neutral particles and the ions of the plasma have a temperature of less than 200 ° C., preferably less than 120 ° C., and the electrons produced have a temperature of more than 5000 ° C., preferably 9000 ° C.

Unter dem Begriff „Düse“ wird eine Vorrichtung verstanden, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Mediums vergrößert wird. Insbesondere erhöht die Düse die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Mediums durch eine sich verjüngende Form. Bevorzugt ist die Austrittsöffnung der Düse kleiner als die Eintrittsöffnung in die Düse. The term "nozzle" is understood to mean a device whereby the flow velocity of the liquid medium is increased. In particular, the nozzle increases the flow rate of the liquid medium through a tapered shape. Preferably, the outlet opening of the nozzle is smaller than the inlet opening in the nozzle.

Die vorliegende Erfindung betrifft in bevorzugter Ausführungsform ein Verfahren, wobei das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium in Form von Tröpfchen in die Beschichtungskammer eingebracht wird, wobei mindestens 90 % aller Tröpfchen einen Durchmesser von 100 µm oder weniger aufweisen. Bevorzugt weisen mindestens 90 % aller Tröpfchen einen Durchmesser von 50 µm oder weniger, bevorzugt 30 µm oder weniger, bevorzugt 20 µm oder weniger auf. The present invention relates, in a preferred embodiment, to a process wherein the liquid medium containing the at least one precursor compound is introduced in the form of droplets into the coating chamber, wherein at least 90% of all droplets have a diameter of 100 μm or less. Preferably, at least 90% of all droplets have a diameter of 50 μm or less, preferably 30 μm or less, preferably 20 μm or less.

Die vorliegende Erfindung betrifft in bevorzugter Ausführungsform ein Verfahren, wobei das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium in einer Vorkammer der Düse vorhanden ist, wobei in der Vorkammer ein Druck von mehr als 0,5 bar vorliegt und das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium bevorzugt durch Öffnen eines Ventils in die Beschichtungskammer mittels der Düse eingebracht wird. In a preferred embodiment, the present invention relates to a process wherein the liquid medium containing the at least one precursor compound is present in an antechamber of the nozzle, wherein a pressure of more than 0.5 bar is present in the pre-chamber and the liquid, the at least one precursor compound containing medium is preferably introduced by opening a valve in the coating chamber by means of the nozzle.

Erfindungsgemäß ist die Düse so an oder in der Beschichtungskammer angebracht, dass sie den Eintritt des flüssigen Mediums in die Beschichtungskammer ermöglicht. Bevorzugt ist die Düse gasdicht von der Beschichtungskammer umschlossen, sodass allein durch die mindestens eine, bevorzugt genau eine, Öffnung der Düse das flüssige Medium in die Beschichtungskammer eingebracht werden kann. According to the invention, the nozzle is mounted on or in the coating chamber such that it allows the liquid medium to enter the coating chamber. Preferably, the nozzle is enclosed in a gas-tight manner by the coating chamber, so that the liquid medium can be introduced into the coating chamber solely through the at least one, preferably exactly one, opening of the nozzle.

Bevorzugt steht die Vorkammer der Düse derart in Kontakt mit der Düse, dass das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium aus der Vorkammer, bevorzugt durch eine Leitung, zur Düse gelangen kann. Bevorzugt liegt zwischen der Vorkammer, bevorzugt mit Druck beaufschlagbaren Vorkammer, und der Düse mindestens ein verschließbares Ventil vor. In einem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende flüssige Medium in die Vorkammer der Düse eingebracht. Anschließend wird bevorzugt bei verschlossenem Ventil der Druck durch Einleiten, bevorzugt Einpressen, von Gas, insbesondere Inertgas, auf mindestens 0,5 bar, bevorzugt 1,5 bar, bevorzugt mindestens 2 bar, bevorzugt mindestens 5 bar, bevorzugt mindestens 7 bar, erhöht. Anschließend wird bevorzugt das Ventil zwischen der Vorkammer der Düse und der Düse zumindest teilweise, bevorzugt komplett geöffnet, sodass das flüssige Medium von der Vorkammer durch das Ventil und die Düse in die Beschichtungskammer eingebracht wird, insbesondere in Form von Tröpfchen, wobei mindestens 90 % aller Tröpfchen einen Durchmesser von 100 µm oder weniger aufweisen. Bevorzugt liegt bei dieser Vorgehensweise eine Druckdifferenz von mehr als 1 bar, bevorzugt mehr als 2 bar, bevorzugt von mehr als 4 bar, bevorzugt von mehr als 5 bar, bevorzugt von mehr als 6 bar, bevorzugt von mehr als 8 bar, vor. Die Druckdifferenz ergibt sich aus der Differenz des Druckes, welcher in der Vorkammer der Düse, bevorzugt unmittelbar vor Öffnen des Ventils, vorliegt und dem Druck, welcher in der Beschichtungskammer, bevorzugt unmittelbar vor Einbringen des flüssigen Mediums, vorliegt. Preferably, the prechamber of the nozzle is in contact with the nozzle in such a way that the liquid medium containing the at least one precursor compound can pass from the prechamber, preferably through a line, to the nozzle. Preferably, there is at least one closable valve between the antechamber, preferably an antechamber which can be pressurized, and the nozzle. In a preferred method of the present invention, the liquid liquid medium containing the at least one precursor compound is introduced into the pre-chamber of the nozzle. Subsequently, the pressure is preferably increased by introducing, preferably pressing, gas, in particular inert gas, to at least 0.5 bar, preferably 1.5 bar, preferably at least 2 bar, preferably at least 5 bar, preferably at least 7 bar, when the valve is closed. Subsequently, the valve between the antechamber of the nozzle and the nozzle is preferably at least partially, preferably completely open, so that the liquid medium is introduced from the pre-chamber through the valve and the nozzle into the coating chamber, in particular in the form of droplets, wherein at least 90% of all Droplets have a diameter of 100 microns or less. In this procedure, a pressure difference of more than 1 bar, preferably more than 2 bar, preferably more than 4 bar, preferably more than 5 bar, preferably more than 6 bar, preferably more than 8 bar, is preferably present in this procedure. The pressure difference results from the difference between the pressure which is present in the pre-chamber of the nozzle, preferably immediately before opening the valve, and the pressure which is present in the coating chamber, preferably immediately before introduction of the liquid medium.

Bevorzugt ist die Düse dazu geeignet, fein verteilte Tröpfchen des flüssigen Mediums in die Beschichtungskammer einzubringen, wobei der Druck in der Beschichtungskammer bei weniger als 1 bar, bevorzugt bei weniger als 600 mbar, bevorzugt weniger als 1 mbar, liegt. Bevorzugt ist die erfindungsgemäß eingesetzte Düse dazu geeignet, hohe Scherkräfte auf das flüssige Medium einwirken zu lassen. Die Erzeugung der hohen Scherkräfte erfolgt insbesondere durch Ultraschall, hohen Druck und/oder durch starke Verwirbelungen. Eine Vielzahl im Stand der Technik bekannter Düsen weist eine entsprechende Eignung nicht auf. Die meisten im Stand der Technik bekannten Düsen können allein bei Atmosphärendruck oder einem höheren Druck Flüssigkeiten in Form von feinverteilten Tröpfchen, insbesondere in Form eines Sprays, generieren. Bei üblichen im Stand der Technik bekannten Düsen können die erforderlichen Abscherkräfte zum Abscheren der Tröpfchen ohne einen entsprechenden Gegendruck, das heißt einem Druck von 1 bar oder mehr, nicht erzeugt werden. Dementsprechend benötigen diese im Stand der Technik bekannten Düsen einen Gasstrom, insbesondere einen Trägergasstrom, falls diese Düsen bei Druckbedingungen von weniger als 1 bar, insbesondere von weniger als 600 mbar, bevorzugt weniger als 1 mbar, eingesetzt werden. The nozzle is preferably suitable for introducing finely distributed droplets of the liquid medium into the coating chamber, the pressure in the coating chamber being less than 1 bar, preferably less than 600 mbar, preferably less than 1 mbar. Preferably, the nozzle used according to the invention is suitable for allowing high shear forces to act on the liquid medium. The generation of high shear forces occurs in particular by ultrasound, high pressure and / or by strong turbulence. A variety of known in the art nozzles does not have a corresponding suitability. Most nozzles known in the art can generate liquids in the form of finely divided droplets, especially in the form of a spray, only at atmospheric or higher pressure. In conventional nozzles known in the prior art, the required shearing forces for shearing the droplets without a corresponding back pressure, that is a pressure of 1 bar or more, can not be generated. Accordingly, these nozzles known in the art require a gas stream, in particular a carrier gas stream, if these nozzles are used under pressure conditions of less than 1 bar, in particular less than 600 mbar, preferably less than 1 mbar.

Durch die erfindungsgemäß eingesetzte Düse ist es insbesondere möglich, eine einheitliche Tröpfchengrößenverteilung bereitzustellen, insbesondere weisen mindestens 90 % der Tröpfchen, bevorzugt mindestens 99 % der Tröpfchen, einen Durchmesser von weniger als 30 µm, bevorzugt 10 bis 30 µm auf. Insbesondere weisen mindestens 90 %, bevorzugt mindestens 99 % aller durch die Düse erzeugten Tröpfchen einen Durchmesser auf, wobei sich der geringste Durchmesser dieser Tröpfen von dem größten Durchmesser dieser Tröpfen um maximal 10 µm, bevorzugt um maximal 5 µm, bevorzugt um maximal 2 µm unterscheidet. The nozzle used according to the invention makes it possible in particular to provide a uniform droplet size distribution, in particular at least 90% of the droplets, preferably at least 99% of the droplets, have a diameter of less than 30 μm, preferably 10 to 30 μm. In particular, at least 90%, preferably at least 99%, of all droplets produced by the nozzle have a diameter, wherein the smallest diameter of these droplets differs from the largest diameter of these droplets by a maximum of 10 μm, preferably by a maximum of 5 μm, preferably by a maximum of 2 μm ,

Die Abscheiderate in dem erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren beträgt bevorzugt 50 bis 100 nm (Schichtdicke) pro Sekunde, bevorzugt 60 bis 70 nm pro Sekunde. Die Schichtdicke wird durch das im Stand der Technik übliche Elipsometrie-Verfahren bestimmt. The deposition rate in the method according to the invention or preferred according to the invention is preferably 50 to 100 nm (layer thickness) per second, preferably 60 to 70 nm per second. The layer thickness is determined by the usual in the prior art Elipsometrie method.

Bevorzugt weist die Düse eine Eintrittsöffnung für das flüssige Medium, eine Wirbelkammer und eine Austrittsöffnung für das flüssige Medium auf, wobei die Düse bevorzugt durch ein Ätzverfahren hergestellt wurde. Durch das Ätzverfahren werden glatte, fließende Übergänge erhalten, was zu einer erhöhten Verwirbelung und damit zur homogenen Tröpfchenverteilung führt. Zudem wird durch diese Düse wirksam ein Wirbel in der Wirbelkammer und die Erzeugung des Sprühnebels beim Austritt des flüssigen Mediums aus der Austrittsöffnung ermöglicht. Die Wirbelkammer hat bevorzugt eine Form, in der sich das flüssige Medium wirkbelartig zur Mitte der Wirbelkammer hin bewegen kann. Die Austrittsöffnung liegt in der Mitte der Wirbelkammer, sodass das zu versprühende flüssige Medium die Wirbelkammer in einem kegelförmigen dünnen Film verlassen kann, der unmittelbar nach dem Verlassen der Austrittsöffnung zu feinen Tröpfchen zerstäubt. Preferably, the nozzle has an inlet opening for the liquid medium, a vortex chamber and an outlet opening for the liquid medium, the nozzle preferably being produced by an etching method. By the etching process Smooth, flowing transitions are obtained, which leads to an increased turbulence and thus to a homogeneous droplet distribution. In addition, this vortex effectively allows a vortex in the vortex chamber and the generation of the spray on the exit of the liquid medium from the outlet opening. The vortex chamber preferably has a shape in which the liquid medium can move toward the middle of the vortex chamber. The outlet opening is located in the middle of the vortex chamber, so that the liquid medium to be sprayed can leave the vortex chamber in a conical thin film, which atomises to fine droplets immediately after leaving the outlet opening.

Die erfindungsgemäß eingesetzte Düse weist zudem Zuführschlitze auf. Diese Zuführschlitze sind bevorzugt nicht-radial angeordnet und erstrecken sich in die Wirbelkammer hinein, sodass über diese Zuführschlitze, bevorzugt allein dadurch das flüssige Medium in die Wirbelkammer gelangt. Durch die nicht-radiale Anordnung der Zuführschlitze, welche sich in die Wirbelkammer hinein erstrecken, wird das flüssige Medium so in die Wirbelkammer geleitet, dass eine Wirbelbewegung entsteht. The nozzle used according to the invention also has feed slots. These feed slots are preferably arranged non-radially and extend into the vortex chamber, so that via these feed slots, preferably only thereby, the liquid medium enters the vortex chamber. The non-radial arrangement of the feed slots extending into the swirl chamber directs the liquid medium into the swirl chamber to create a swirling motion.

Ebenfalls weist die erfindungsgemäß eingesetzte Düse bevorzugt einen Zuführring auf, der konzentrisch um die Wirbelkammer herum vorliegt, wobei die nicht-radialen Zuführungsschlitze den Zuführring mit der Wirbelkammer verbinden. Also, the nozzle used in the present invention preferably has a feed ring concentrically around the swirl chamber, the non-radial feed slots connecting the feed ring to the swirl chamber.

Bevorzugt weist die Düse eine Scheibe, eine Scheibenhalterung und eine Einlassstück auf. Die Scheibe besitzt eine flache Oberseite und eine flache Unterseite. Die Scheibenhalterung ist bevorzugt kreisförmig. Der Durchmesser der Scheibe ist bevorzugt im Wesentlichen gleich, bevorzugt gleich dem Innendurchmesser der Halterung. Zusammen mit dem Einlassstück bilden die Scheibe und die Halterung eine zylindrische Düse aus, welche eine Austrittsöffnung in der Mitte der zylindrischen Düseneinrichtung aufweist. In der Unterseite der Scheibe sind eine Wirbelkammer, Einlassschlitze und ein Zuführring ausgebildet. Die Wirbelkammer besitzt eine Schalenform und ist in der Mitte der Scheibe ausgebildet. Unter dem Begriff „Schalenform“ ist zu verstehen, dass die Wirbelkammer rund ist und dass die Seiten der Wirbelkammer mit einer im Wesentlichen vertikalen, bevorzugt vertikalen Außenwand und einer im Wesentlichen horizontalen, bevorzugt horizontalen Innenwand, leicht gekrümmt sind. Die Austrittsöffnung erstreckt sich durch die Oberseite der Scheibe bis zur Mitte der Wirbelkammer. Preferably, the nozzle has a disk, a disk holder and an inlet piece. The disc has a flat top and a flat bottom. The disk holder is preferably circular. The diameter of the disc is preferably substantially the same, preferably equal to the inner diameter of the holder. Together with the inlet piece, the disc and the holder form a cylindrical nozzle which has an outlet opening in the center of the cylindrical nozzle device. In the bottom of the disc, a vortex chamber, inlet slots and a feed ring are formed. The vortex chamber has a shell shape and is formed in the center of the disc. The term "shell shape" is to be understood that the vortex chamber is round and that the sides of the vortex chamber with a substantially vertical, preferably vertical outer wall and a substantially horizontal, preferably horizontal inner wall, are slightly curved. The exit opening extends through the top of the disc to the center of the vortex chamber.

Die Wirbelkammer weist bevorzugt an der breitesten Stelle einen Durchmesser von 1 bis 3 mm, bevorzugt von 1,5 mm auf. An der tiefsten Stelle weist die Wirbelkammer bevorzugt eine Erstreckung von 0,1 bis 0,5 mm, besonders bevorzugt von 0,33 mm auf. Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Wirbelkammer und dem Durchmesser der Sprühöffnung, auch als Austrittsöffnung bezeichnet, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2:1 bis 10:1, bevorzugt 2:1 bis 5:1. The vortex chamber preferably has a diameter of 1 to 3 mm, preferably of 1.5 mm, at the widest point. At the lowest point, the vortex chamber preferably has an extension of 0.1 to 0.5 mm, more preferably of 0.33 mm. The ratio between the diameter of the vortex chamber and the diameter of the spray opening, also referred to as the outlet opening, is preferably in a range from 2: 1 to 10: 1, preferably 2: 1 to 5: 1.

Die Länge der Austrittsöffnung, das heißt die Erstreckung von der Wirbelkammer bis hin zur Oberseite der Scheibe, beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5 mm, bevorzugt 0,15 mm. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Austrittsöffnung ist 1:3 oder weniger. The length of the outlet opening, that is to say the extent from the vortex chamber to the upper side of the disk, is preferably 0.1 to 5 mm, preferably 0.15 mm. The ratio of length to diameter of the outlet opening is 1: 3 or less.

Der Durchmesser der Austrittsöffnung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 2,50 mm. The diameter of the outlet opening is preferably in the range of 0.05 to 2.50 mm.

Um den Wirbelstrom in der Wirbelkammer auszulösen, sind die Einlassschlitze in der Scheibe so ausgebildet, dass sie sich nicht-radial von der Wirbelkammer aus erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich jeder Schlitz in der gleichen Rotationsrichtung, sodass die Verwirbelung in der Wirbelkammer in der gleichen Richtung bewirkt wird. To induce eddy current in the swirl chamber, the inlet slots in the disk are formed to extend non-radially from the swirl chamber. Preferably, each slot extends in the same direction of rotation so that turbulence in the vortex chamber is effected in the same direction.

Die Wirbelkammer und die Zuführschlitze sind von einem Zuführring umgeben. Der Zuführring besitzt eine kreisförmige Außenwand und eine kreisförmige Innenwand, die durch die Schlitze unterbrochen werden. Der Ring besitzt vorzugsweise die Form einer Mulde mit abgerundeten Wänden. Ebenfalls weist der Ring bevorzugt dieselbe Tiefe wie die Schlitze und der angrenzende Teil der Wirbelkammer auf. The vortex chamber and the feed slots are surrounded by a feed ring. The feed ring has a circular outer wall and a circular inner wall which are interrupted by the slots. The ring preferably has the shape of a trough with rounded walls. Also preferably, the ring has the same depth as the slots and the adjacent part of the vortex chamber.

Das Einlassstück ist bevorzugt eine flache Scheibe mit einem oder mehreren Einlassdurchtritten, die sich durch diese Scheibe erstrecken. Die Einlassdurchtritte stehen mit dem Zuführring in Verbindung. Sie ermöglichen, dass das flüssige Medium durch das Einlassstück, insbesondere durch die Einlassdurchtritte zum Zuführring gelangt. In einer bevorzugten Ausführungsform strömt somit das flüssige Medium zunächst durch die Einlassdurchtritte in den Zuführring. Anschließend verlässt das flüssige Medium den Zuführring über die nicht-radial angeordneten Zuführschlitze, hin zu der Wirbelkammer. Die Wirbelkammer erzeugt hohe Scherkräfte, wodurch das flüssige Medium diese Wirbelkammer über die Austrittsöffnung in Form eines dünnen Strahls und nach dem Austritt in Form von fein verteiltem Nebel verlässt, bevorzugt in Form von fein verteilten Tröpfchen, wobei mindestens 90 % alles Tröpfen einen Durchmesser von 100 µm oder weniger aufweisen. The inlet piece is preferably a flat disc having one or more inlet passages extending through that disc. The inlet passages communicate with the feed ring. They allow the liquid medium passes through the inlet piece, in particular through the inlet passages to the feed ring. In a preferred embodiment, therefore, the liquid medium first flows through the inlet passages into the feed ring. Subsequently, the liquid medium leaves the feed ring via the non-radially arranged feed slots, towards the vortex chamber. The vortex chamber generates high shear forces, whereby the liquid medium leaves this vortex chamber via the outlet opening in the form of a thin jet and after exiting in the form of finely divided mist, preferably in the form of finely divided droplets, wherein at least 90% of all droplets have a diameter of 100 have μm or less.

Bevorzugt ist die Düse eine Düse gemäß den 3 bis 6 von DE 694 29 354 T2 und den dazugehörigen Figurenbeschreibung. Auf einen entsprechenden Offenbarungsgehalt wird vorliegend Bezug genommen. Der Offenbarungsgehalt der 3 bis 6 von DE 694 29 354 T2 und der dazugehörigen Figurenbeschreibung ist in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung einbezogen. Preferably, the nozzle is a nozzle according to the 3 to 6 from DE 694 29 354 T2 and the associated figure description. An appropriate disclosure content is referred to herein. The disclosure of the 3 to 6 from DE 694 29 354 T2 and the associated Figure description is included in the disclosure of the present invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft in einer bevorzugten Ausführungsform ein Verfahren, wobei das flüssige, zumindest eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium mittels Ultraschalls zerstäubt wird und durch die Düse in die Beschichtungskammer eingebracht wird. In a preferred embodiment, the present invention relates to a process wherein the liquid medium containing at least one precursor compound is atomized by means of ultrasound and introduced through the nozzle into the coating chamber.

In dieser bevorzugten Ausführungsform wird das flüssige Medium zunächst einer Ultraschallzerstäubungsvorrichtung, insbesondere des Herstellers Sonozap, zugeführt, bevor es in zerstäubter Form durch die Düse in die Beschichtungskammer eingebracht, insbesondere eingeleitet, wird. Die Ultraschallzerstäubungsvorrichtung weist insbesondere eine mit einer Stromquelle verbundene Piezokeramik auf, wodurch das flüssige Medium zerstäubt wird. Durch die Ultraschallzerstäubungsvorrichtung wird das flüssige Medium bevorzugt in Tröpfchen überführt. In this preferred embodiment, the liquid medium is first fed to an ultrasonic atomizing device, in particular from the manufacturer Sonozap, before it is introduced, in particular introduced, through the nozzle into the coating chamber in atomized form. The ultrasonic atomizing device has in particular a piezoceramic connected to a current source, whereby the liquid medium is atomized. By the Ultraschallzerstäubungsvorrichtung the liquid medium is preferably converted into droplets.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium mittels Ultraschall zerstäubt. Dabei wird das flüssige Medium in die Düse mittels einer Leitung eingebracht, wobei die Düse bevorzugt Titan, Edelstahl oder ein Fluorpolymer aufweist, bevorzugt daraus besteht. Eine ebenfalls in der Düse bevorzugt vorhandene Piezokeramik wandelt den von einer Stromquelle erzeugten Strom in mechanische Vibrationen um. Die Vibrationen setzen sich bevorzugt bis an die Spitze der Düse, das heißt bis an die Austrittsöffnung der Düse fort, und werden dort zur Piezokeramik hin zurückgeworfen, wodurch stehende Wellen erzeugt werden. Durch diese stehenden Wellen entsteht bevorzugt eine Pumpwirkung, wodurch das flüssige Medium hin zur Mitte der Düse gezogen wird. Das flüssige Medium wird durch die Düse mittels einer Leitung geleitet, welche an der Austrittsöffnung endet. Die ebenfalls in der Düse bevorzugt vorhandene Piezokeramik, welche den Ultraschall erzeugt, ist bevorzugt um die das flüssige Medium leitende Leitung angebracht. Die Leitung wird durch den erzeugten Ultraschall, insbesondere durch die erzeugten stehenden Wellen des Ultraschalls, in Schwingungen versetzt, wodurch das flüssige Medium in feinst verteilte Tröpfchen nach dem Austritt aus der Austrittsöffnung zerstäubt. In a preferred embodiment, the liquid medium containing the at least one precursor compound is atomized by means of ultrasound. In this case, the liquid medium is introduced into the nozzle by means of a conduit, the nozzle preferably comprising titanium, stainless steel or a fluoropolymer, preferably consisting thereof. A piezoceramic, which is also preferably present in the nozzle, converts the current generated by a current source into mechanical vibrations. The vibrations preferably extend as far as the tip of the nozzle, that is, as far as the nozzle outlet, where they are thrown back towards the piezoceramic, producing standing waves. By these standing waves is preferably a pumping action, whereby the liquid medium is drawn towards the center of the nozzle. The liquid medium is passed through the nozzle by means of a conduit which ends at the outlet opening. The piezoceramic, which is also preferably present in the nozzle and generates the ultrasound, is preferably mounted around the line conducting the liquid medium. The line is vibrated by the generated ultrasound, in particular by the generated standing waves of the ultrasound, whereby the liquid medium is atomized into finely distributed droplets after exiting the outlet opening.

Alternativ kann der Ultraschall auch durch Druckluft, auch als komprimierte Luft bezeichnet, erzeugt werden. Bei dieser Ultraschallzerstäubungsvorrichtung grenzt die das flüssige Medium leitende Leitung bevorzugt an eine Druckluft-Leitung an, bevorzugt wird von dieser umschlossen. Durch die Druckluft-Leitung strömt zur Ultraschallerzeugung die Druckluft, welche die das flüssige Medium leitende Leitung in Ultraschallvibration versetzt, wobei diese Vibrationen das flüssige Medium zerstäubt. Alternatively, the ultrasound can also be generated by compressed air, also referred to as compressed air. In this ultrasonic atomizing device, the line conducting the liquid medium preferably adjoins a compressed air line, preferably being enclosed by it. Through the compressed air line flows to generate ultrasound the compressed air, which sets the liquid medium conducting line in ultrasonic vibration, these vibrations atomizes the liquid medium.

Die vorliegende Erfindung betrifft in bevorzugter Ausführungsform ein Verfahren, wobei in der Beschichtungskammer, bevorzugt unmittelbar vor Einbringen des flüssigen Mediums, ein Druck von weniger als 800 mbar, bevorzugt weniger als 600 mbar, bevorzugt weniger als 400 mbar, bevorzugt weniger als 100 mbar, bevorzugt weniger als 50 mbar, bevorzugt weniger als 1 mbar, bevorzugt weniger als 0,1 mbar vorliegt. In a preferred embodiment, the present invention relates to a process wherein a pressure of less than 800 mbar, preferably less than 600 mbar, preferably less than 400 mbar, preferably less than 100 mbar, is preferred in the coating chamber, preferably immediately before introducing the liquid medium less than 50 mbar, preferably less than 1 mbar, preferably less than 0.1 mbar is present.

Die vorliegende Erfindung betrifft in bevorzugter Ausführungsform ein Verfahren, wobei das Niedertemperaturplasma eine Temperatur von maximal 200 °C, bevorzugt maximal 150 °C, bevorzugt maximal 120 °C, bevorzugt maximal 100 °C, bevorzugt maximal 60 °C (jeweils bezogen auf die Neutralteilchen und/oder die Ionen des Plasmas) aufweist. In a preferred embodiment, the present invention relates to a process wherein the low-temperature plasma has a maximum temperature of 200 ° C., preferably not more than 150 ° C., preferably not more than 120 ° C., preferably not more than 100 ° C., preferably not more than 60 ° C. (in each case based on the neutral particles and / or the ions of the plasma).

Die vorliegende Erfindung betrifft in bevorzugter Ausführungsform ein Verfahren, wobei das Niedertemperaturplasma durch kapazitive oder induktive Kopplung, Mikrowellen, Gleichstrom oder dielektrische behinderte Entladung erzeugt wird. Bevorzugt wird das Niedertemperaturplasma durch kapazitive oder induktive Kopplung, Mikrowellen oder Gleichstrom erzeugt, wenn ein Druck von 100 mbar oder weniger in der Beschichtungskammer vorliegt. Diese Plasmen werden auch als Volumenplasmen bezeichnet. Bevorzugt wird das Niedertemperaturplasma durch dielektrische behinderte Entladung erzeugt, wenn ein Druck von mehr als 100 mbar in der Beschichtungskammer vorliegt. Dieses Plasma wird auch als oberflächennahes Plasma bezeichnet. The present invention relates, in a preferred embodiment, to a method wherein the low-temperature plasma is generated by capacitive or inductive coupling, microwaves, direct current or dielectrically impeded discharge. The low-temperature plasma is preferably produced by capacitive or inductive coupling, microwaves or direct current when there is a pressure of 100 mbar or less in the coating chamber. These plasmas are also called volume plasmas. Preferably, the low-temperature plasma is generated by dielectrically impeded discharge when a pressure of more than 100 mbar is present in the coating chamber. This plasma is also referred to as near-surface plasma.

Die vorliegende Erfindung betrifft in bevorzugter Ausführungsform ein Verfahren, wobei das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium als Vorläuferverbindung durch das Niedertemperaturplasma aktivierbare Monomere aufweist, die nach dem Abscheiden gemäß Schritt e) auf der Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers zu einer polymeren, polymerartigen oder Hartstoff-Beschichtung reagieren. The present invention relates, in a preferred embodiment, to a process wherein the liquid medium containing at least one precursor compound has monomers which can be activated by the low-temperature plasma as precursors, which after deposition according to step e) on the surface of the two- or three-dimensional body form a polymeric, react polymer-type or hard coating.

Bevorzugt weist das flüssige Medium mindestens zwei unterschiedliche Vorläuferverbindungen, bevorzugt genau zwei unterschiedliche Vorläuferverbindungen, bevorzugt mindestens drei unterschiedliche Vorläuferverbindungen, bevorzugt genau drei Vorläuferverbindungen, auf. Bevorzugt weist das flüssige Medium Monomere oder Oligomere, bevorzugt Monomere auf. Bevorzugt sind die Monomere und/oder die Oligomere von Acryl- und/oder Methacrylsäureverbindungen. Bevorzugt weist das flüssige Medium darin gelöste Salze, bevorzugt von Metallionen, bevorzugt Edelmetallionen, bevorzugt Silberionen, auf. The liquid medium preferably has at least two different precursor compounds, preferably exactly two different precursor compounds, preferably at least three different precursor compounds, preferably exactly three precursor compounds. The liquid medium preferably has monomers or oligomers, preferably monomers. Preference is given to the monomers and / or the oligomers of acrylic and / or methacrylic acid compounds. The liquid medium preferably has salts dissolved therein, preferably of metal ions, preferably noble metal ions, preferably silver ions.

Bevorzugt weist das flüssige, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium unlösliche, suspendierbare Bestandteile mit einer maximalen Partikelgröße von 1 µm, bevorzugt 100 nm, bevorzugt 10 nm auf. Bevorzugt weist das flüssige Medium neben der mindestens einen Vorläuferverbindung ein Lösungsmittel, bevorzugt Wasser auf, um so gezielt die Viskosität der mindestens einen Vorläuferverbindung einzustellen, bevorzugt zu reduzieren. Bevorzugt ist das flüssige Medium frei von Lösungsmitteln, insbesondere frei von weiteren Bestandteilen. Bevorzugt besteht das flüssige Medium aus der mindestens einen Vorläuferverbindung. Bevorzugt besteht das flüssige Medium aus Verbindungen, welche die chemischen Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fluor, Silicium und Kohlenstoff enthalten. The liquid medium containing at least one precursor compound preferably has insoluble, suspendible constituents with a maximum particle size of 1 μm, preferably 100 nm, preferably 10 nm. The liquid medium preferably contains, in addition to the at least one precursor compound, a solvent, preferably water, so as to adjust the viscosity of the at least one precursor compound in a targeted manner, preferably to reduce it. The liquid medium is preferably free of solvents, in particular free of further constituents. The liquid medium preferably consists of the at least one precursor compound. Preferably, the liquid medium consists of compounds containing the chemical elements selected from the group consisting of fluorine, silicon and carbon.

Bevorzugt ist das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium frei von Pulvern, bevorzugt Metallpulvern, bevorzugt mehr als 1 µm, bevorzugt mehr als 100 nm, bevorzugt mehr als 10 nm. The liquid medium containing the at least one precursor compound is preferably free of powders, preferably metal powders, preferably more than 1 .mu.m, preferably more than 100 nm, preferably more than 10 nm.

Bevorzugt werden die aktivierten Vorläuferverbindungen bei einer Temperatur in die Beschichtungskammer eingebracht, welche unterhalb des Siedepunktes der mindestens einen Vorläuferverbindung liegt. Preferably, the activated precursor compounds are introduced into the coating chamber at a temperature which is below the boiling point of the at least one precursor compound.

Bevorzugt liegt in der Beschichtungskammer mindestens ein Plasmaprozessgas vor, bevorzugt wird dieses eingeleitet. Das Plasmaprozessgas ist bevorzugt ausgewählt aus Argon, Sauerstoff, Stickstoff, Stickstoffmonoxid und ein Gemisch davon, bevorzugt Sauerstoff. Preferably, at least one plasma process gas is present in the coating chamber, preferably this is introduced. The plasma process gas is preferably selected from argon, oxygen, nitrogen, nitric oxide and a mixture thereof, preferably oxygen.

Unter dem Begriff „Hartstoff-Beschichtung“ wird eine glasartige, keramische, keramikartige oder metalloxidische Beschichtung verstanden. The term "hard material coating" is understood to mean a vitreous, ceramic, ceramic-like or metal-oxide coating.

Diese Hartstoffbeschichtungen können bevorzugt so hergestellt werden, dass metallhaltige Vorläuferverbindungen, insbesondere metallorganische, bis zu einer Temperatur von 200 °C unter den erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen stabile Verbindungen eingebracht werden und diese Verbindungen bevorzugt dem Niedertemperaturplasma und dem Prozessgas, bevorzugt Sauerstoff, ausgesetzt werden. Bevorzugt sind die als Vorläuferverbindungen eingesetzten metallorganischen Verbindungen, auch als metallorganische Komplexe bezeichnet, Trialkylverbindungen des jeweiligen Metalls, wobei die Alkylreste gleich oder verschieden sein können und bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Methyl, Ethyl, Propyl und Butyl, bevorzugt Methyl. Bevorzugt ist das Metall der metallhaltigen Verbindung, insbesondere der metallorganischen Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halbmetall und Metall, bevorzugt Titan, Aluminium und Silizium. These hard material coatings can preferably be prepared so that metal-containing precursor compounds, in particular organometallic, up to a temperature of 200 ° C under the process conditions of the invention stable compounds are introduced and these compounds preferably the low-temperature plasma and the process gas, preferably oxygen, exposed. The organometallic compounds used as precursor compounds, also referred to as organometallic complexes, are preferably trialkyl compounds of the particular metal, where the alkyl radicals may be identical or different and are preferably selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl and butyl, preferably methyl. Preferably, the metal of the metal-containing compound, in particular the organometallic compound selected from the group consisting of semimetal and metal, preferably titanium, aluminum and silicon.

Bevorzugt ist es alternativ möglich, die Hartstoff-Beschichtungen so herzustellen, dass zunächst mindestens eine Vorläuferverbindung auf der mindestens einen Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers abgeschieden wird und im Anschluss daran diese beschichtete Oberfläche, insbesondere durch Sauerstoff und/oder Temperaturen von über 200 °C, bevorzugt von über 500 °C, behandelt wird. Preferably, it is alternatively possible to produce the hard coatings such that first at least one precursor compound is deposited on the at least one surface of the two- or three-dimensional body and subsequently this coated surface, in particular by oxygen and / or temperatures of over 200 ° C, preferably from above 500 ° C, is treated.

Bevorzugt wird Hexamethyldisiloxan, Polydimethylsiloxan, Tetramethyldisiloxan, fluorierte oder perfluorierte Verbindungen davon oder Gemische davon als Vorläuferverbindung eingesetzt. Aus diesen Vorläuferverbindungen entstehen durch das erfindungsgemäße oder erfindungsgemäß bevorzugte Verfahren bevorzugt polymere oder polymerartige Verbindungen nach dem Abscheiden auf der mindestens einen Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers. Anschließend können diese polymeren oder polymerartigen Beschichtungen durch Einwirken von Sauerstoff und/oder hohen Temperaturen von mehr als 200 °C, bevorzugt mehr als 500 °C zu entsprechenden glasartigen Beschichtungen umgesetzt werden. Entsprechende glasartige Beschichtungen können auch erhalten werden, indem während des Beschichtungsverfahrens das Plasmaprozessgas Sauerstoff eingesetzt wird und das Verfahren bei einer Temperatur zwischen 50 und 200 °C, bevorzugt 100 bis 150 °C durchgeführt wird. Preference is given to using hexamethyldisiloxane, polydimethylsiloxane, tetramethyldisiloxane, fluorinated or perfluorinated compounds thereof or mixtures thereof as precursor compound. From these precursor compounds are formed by the inventive or inventively preferred method preferably polymeric or polymer-like compounds after deposition on the at least one surface of the two- or three-dimensional body. Subsequently, these polymeric or polymer-like coatings can be converted by the action of oxygen and / or high temperatures of more than 200 ° C, preferably more than 500 ° C to corresponding glassy coatings. Corresponding glassy coatings can also be obtained by using the plasma process gas oxygen during the coating process and carrying out the process at a temperature between 50 and 200 ° C., preferably 100 to 150 ° C.

Bevorzugt wird die mindestens eine Vorläuferverbindung allein in der Beschichtungskammer durch das Niedertemperaturplasma aktiviert. Erst nach dem Abscheiden auf der mindestens einen Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers reagiert diese aktivierte mindestens eine Vorläuferverbindung zu den polymerartigen oder polymeren Verbindungen. Bevorzugt ist es auch möglich, dass aufgrund des vorherrschenden Druckes und der hohen Menge des eingebrachten flüssigen Mediums sich die mindestens eine aktivierte Vorläuferverbindung bereits zu kleineren Einheiten, bevorzugt zu Oligomeren, verbindet, bevor sie sich auf der mindestens einen Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers abscheidet. Preferably, the at least one precursor compound alone in the coating chamber is activated by the low-temperature plasma. Only after deposition on the at least one surface of the two- or three-dimensional body does this activated at least one precursor compound react to form the polymer-like or polymeric compounds. Preferably, it is also possible that due to the prevailing pressure and the high amount of liquid medium introduced, the at least one activated precursor compound already bonds to smaller units, preferably oligomers, before settling on the at least one surface of the two- or three-dimensional body separates.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

  • a) Bereitstellen eines flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums, wobei polymerisierbare Monomere und/oder Oligomere sowie metallorganische Komplexe als die mindestens eine Vorläuferverbindung eingesetzt werden, wobei die Monomere bevorzugt ausgewählt sind aus Acrylsäure, Acrylat, Methacrylat, Methacrylsäure, Hexamethyldisiloxan, Polydimethylsiloxan und Tetramethyldisiloxan, und wobei das flüssige Medium frei von Partikel mit einer Partikelgröße von mehr als 1 µm, bevorzugt mehr als 100 nm, bevorzugt mehr als 10 nm und frei von Lösungsmitteln ist,
  • b) Bereitstellen einer Beschichtungskammer, die einen zu beschichtenden zwei- oder dreidimensionalen Körper und eine Plasmaerzeugungsvorrichtung aufweist, wobei in der Beschichtungskammer ein Druck von weniger als 1 bar, bevorzugt weniger als 800 mbar, bevorzugt weniger als 600 mbar, bevorzugt weniger als 400 mbar, bevorzugt weniger als 100 mbar, bevorzugt weniger als 50 mbar, bevorzugt weniger als 1 mbar, bevorzugt weniger als 0,1 mbar vorliegt,
  • c) Einbringen des flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums ohne Trägergas mittels einer Düse in die Beschichtungskammer in Tröpfchenform, wobei mindestens 90 % aller Tröpfchen einen Durchmesser von 100 µm oder weniger, bevorzugt von 50 µm oder weniger, bevorzugt 30 µm oder weniger, bevorzugt 20 µm oder weniger, bevorzugt 10 bis 30 µm aufweisen, wobei die Düse bevorzugt dazu geeignet, hohe Scherkräfte auf das flüssige Medium einwirken zu lassen, und wobei die Düse bevorzugt eine Eintrittsöffnung für das flüssige Medium, eine Wirbelkammer und eine Austrittsöffnung für das flüssige Medium aufweist,
  • d) Aktivieren der mindestens einen Vorläuferverbindung mittels eines durch die Plasmaerzeugungsvorrichtung erzeugten Niedertemperaturplasmas, wobei das Niedertemperaturplasma eine Temperatur von maximal 200 °C, bevorzugt maximal 150 °C, bevorzugt maximal 120 °C, bevorzugt maximal 100 °C, bevorzugt maximal 60 °C (jeweils bezogen auf die Neutralteilchen und/oder die Ionen des Plasmas) aufweist, und wobei das Niedertemperaturplasma bevorzugt durch kapazitive oder induktive Kopplung, Mikrowellen, Gleichstrom oder dielektrische behinderte Entladung erzeugt wird, und bevorzugt ein Plasmaprozessgas vorliegt, bevorzugt dieses eingeleitet wird,
  • e) Abscheiden der mindestens einen aktivierten Vorläuferverbindung oder Oligomere davon auf mindestens einer Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers, sodass sich eine polymere, polymerartige, glasartige, keramikartige, keramische oder metalloxidische Beschichtung daraus ausbildet, und
  • f) Erhalten einer Beschichtung auf der mindestens einen Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers.
In a particularly preferred embodiment of the present invention, a method is provided for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, the method comprising the following steps:
  • a) providing a liquid medium containing at least one precursor compound, wherein polymerizable monomers and / or oligomers and organometallic complexes as the at least one precursor compound are used, the monomers preferably being selected from acrylic acid, acrylate, methacrylate, methacrylic acid, hexamethyldisiloxane, polydimethylsiloxane and tetramethyldisiloxane, and wherein the liquid medium is free of particles having a particle size of more than 1 .mu.m, preferably more than 100 nm, preferably more than 10 nm and free of solvents,
  • b) providing a coating chamber having a two- or three-dimensional body to be coated and a plasma generating device, wherein in the coating chamber a pressure of less than 1 bar, preferably less than 800 mbar, preferably less than 600 mbar, preferably less than 400 mbar, preferably less than 100 mbar, preferably less than 50 mbar, preferably less than 1 mbar, preferably less than 0.1 mbar,
  • c) introducing the liquid containing at least one precursor compound without carrier gas by means of a nozzle in the coating chamber in droplet form, wherein at least 90% of all droplets have a diameter of 100 microns or less, preferably 50 microns or less, preferably 30 microns or less, preferably 20 microns or less, preferably 10 to 30 microns, wherein the nozzle is preferably adapted to allow high shear forces acting on the liquid medium, and wherein the nozzle preferably has an inlet opening for the liquid medium, a vortex chamber and an outlet opening for the liquid medium having,
  • d) activating the at least one precursor compound by means of a low-temperature plasma generated by the plasma generation device, the low-temperature plasma having a maximum temperature of 200 ° C., preferably not more than 150 ° C., preferably not more than 120 ° C., preferably not more than 100 ° C., preferably not more than 60 ° C. ( each based on the neutral particles and / or the ions of the plasma), and wherein the low-temperature plasma is preferably generated by capacitive or inductive coupling, microwaves, direct current or dielectrically impeded discharge, and preferably a plasma process gas is present, preferably this is introduced,
  • e) depositing the at least one activated precursor compound or oligomers thereof on at least one surface of the two or three dimensional body to form a polymeric, polymer, glassy, ceramic, ceramic or metal oxide coating therefrom, and
  • f) obtaining a coating on the at least one surface of a two- or three-dimensional body.

Die vorliegende Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zum Beschichten mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers vor, bevorzugt zum Durchführen eines erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß bevorzugten Verfahrens, aufweisend

  • i) eine Beschichtungskammer, die eine Niedertemperaturplasmaerzeugungsvorrichtung aufweist und in der ein Druck von weniger als 1 bar vorliegen kann, und
  • ii) eine Düse, die dazu geeignet ist, ein flüssiges, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltendes Medium ohne Trägergas in die Beschichtungskammer einzubringen, wobei in der Beschichtungskammer ein Druck von weniger als 1 bar vorliegt.
The present invention also provides an apparatus for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, preferably for carrying out a method according to the invention or preferred according to the invention
  • i) a coating chamber having a low-temperature plasma generating device and in which a pressure of less than 1 bar may be present, and
  • ii) a nozzle which is suitable for introducing a liquid medium containing at least one precursor compound without carrier gas into the coating chamber, wherein a pressure of less than 1 bar is present in the coating chamber.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gelten die in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen, und/oder erfindungsgemäß bevorzugten Verfahrens offenbarten Ausführungsformen oder bevorzugten Ausführungsformen hinsichtlich der Beschichtungskammer der Plasmaerzeugungsvorrichtung, der Düse und des flüssigen Mediums mutatis mutandis auch für die Vorrichtung zum Beschichten mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers sowie die Verwendung eines trägergasfreien Einbringens eines flüssigen Mediums gemäß der vorliegenden Erfindung. In a preferred embodiment of the present invention, the embodiments or preferred embodiments disclosed in connection with the inventive and / or invented preferred method mutatis mutandis also apply mutatis mutandis to the coating chamber of the plasma generating device, the nozzle and the liquid medium for the device for coating at least one surface two- or three-dimensional body and the use of a carrier gas-free introduction of a liquid medium according to the present invention.

Die Erfindung betrifft insbesondere auch eine beschichtete Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, hergestellt durch ein erfindungsgemäßes oder erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren. In particular, the invention also relates to a coated surface of a two- or three-dimensional body produced by a method according to the invention or preferred according to the invention.

Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung eines trägergasfreien Einbringens eines flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums in eine Beschichtungskammer, wobei die Beschichtungskammer einen Druck von weniger als 1 bar und eine Niedertemperaturplasmaerzeugungsvorrichtung aufweist, zur homogenen Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers. Insbesondere weist die Beschichtungskammer einen Druck von weniger als 800 mbar, bevorzugt weniger als 600 mbar, bevorzugt weniger als 400 mbar, bevorzugt weniger als 100 mbar, bevorzugt weniger als 1 mbar, bevorzugt weniger als 0,1 mbar auf. Bevorzugt gelten die in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren getroffenen Aussagen, insbesondere erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsformen, mutatis mutandis auch für die Verwendung des trägergasfreien Einbringens eines flüssigen Mediums. The invention also relates to the use of a carrier gas-free introduction of a liquid medium containing at least one precursor compound into a coating chamber, the coating chamber having a pressure of less than 1 bar and a low-temperature plasma generating device for homogeneously coating at least one surface of a two- or three-dimensional body. In particular, the coating chamber has a pressure of less than 800 mbar, preferably less than 600 mbar, preferably less than 400 mbar, preferably less than 100 mbar, preferably less than 1 mbar, preferably less than 0.1 mbar. Preferably, the statements made in connection with the method according to the invention or preferred according to the invention, in particular embodiments according to the invention or inventively preferred, mutatis mutandis also apply to the use of the carrier gas-free introduction of a liquid medium.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es überraschenderweise möglich, homogene sehr glatte Beschichtungen auf mindestens einer Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers herzustellen. Dementsprechend kann das vorliegende Verfahren bevorzugt in der Dünnschichttechnologie eingesetzt werden. Ebenfalls spezielle, durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Beschichtungen, insbesondere polymere Beschichtungen mit Zusatzstoffen, bevorzugt Silberionen, können im Bereich der Medizintechnik eingesetzt werden. By the method according to the invention, it is surprisingly possible, homogeneous very smooth coatings on at least one surface of the two- or three-dimensional body manufacture. Accordingly, the present method can be preferably used in the thin-film technology. Likewise, special coatings produced by the process according to the invention, in particular polymeric coatings with additives, preferably silver ions, can be used in the field of medical technology.

Der Begriff „homogen“ bedeutet, dass sowohl eine einheitliche Schichtdicke der Beschichtung vorliegt als auch über die wesentliche Teile der, bevorzugt über die gesamte, beschichtete(n) Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers eine im Wesentlichen stofflich und/oder strukturell gleiche, bevorzugt stofflich und/oder strukturell gleiche polymere, polymerartige, keramikartige, keramische oder metalloxidische Beschichtung. The term "homogeneous" means that both a uniform layer thickness of the coating is present and over the essential parts of, preferably over the entire, coated surface of the two- or three-dimensional body, a substantially material and / or structurally the same, preferably Substantially and / or structurally identical polymeric, polymer-like, ceramic-like, ceramic or metal-oxide coating.

Bevorzugt ist der zwei- oder dreidimensionale Körper als Keramik, Glas oder Folie ausgebildet. Bevorzugt ist der zwei- oder dreidimensionale Körper als Spritze, Zahn, Prothese, Orthese, Implantat, Transplantat, Bioanalysegefäß, Biokulturgefäß, medizintechnisches Gerät, Automobilteil, Teil eines Motors, Brillenglas oder Linse ausgebildet. Preferably, the two- or three-dimensional body is formed as a ceramic, glass or foil. The two- or three-dimensional body is preferably designed as a syringe, tooth, prosthesis, orthosis, implant, graft, bioanalysis vessel, bioculture vessel, medical device, automobile part, part of a motor, spectacle lens or lens.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der vorliegenden Figuren und dem Beispiel näher erläutert. Dabei zeigen The present invention will be explained in more detail with reference to the present figures and the example. Show

1 eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, und 1 an advantageous embodiment of the present device for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, and

2 und 3 eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Düse gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 and 3 an advantageous embodiment of a nozzle according to the present invention.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Beschichten eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, wobei die Vorrichtung eine Beschichtungskammer 3 aufweist. Die Beschichtungskammer 3 weist eine Positionierungsvorrichtung 5 für den zu beschichtenden zwei- oder dreidimensionalen Körper 7 auf. Ebenfalls weist die Vorrichtung 1 eine Düse 9 auf, durch die das flüssige Medium in Form von fein verteilten Tröpfchen 11 in die Beschichtungskammer 3 eingebracht wird und bevorzugt auf mindestens einer Oberfläche des zu beschichtenden zwei- oder dreidimensionalen Körpers 7 trifft. Das flüssige Medium kann über die Zuleitung 13 in eine Vorkammer 15 eingeleitet werden. Die Vorkammer wird entweder mit Druck beaufschlagt und das flüssige Medium somit durch ein nicht gezeigtes Ventil über die Düse 9 in die Beschichtungskammer eingebracht. Alternativ liegt in der Vorkammer 15 eine Piezokeramik vor, die mit einer Stromquelle verbunden ist, sodass die Düse 9 in Ultraschallvibrationen versetzt wird, wodurch das flüssige Medium zerstäubt wird. Ebenfalls ist in der Beschichtungskammer 3 eine Plasmaerzeugungsvorrichtung 17 vorhanden, die dazu geeignet ist, ein Niedertemperaturplasma zu erzeugen. Ebenfalls ist ein mit einem Ventil 21 versehener Gaseinlass 19 zu sehen. Der ebenfalls gezeigte Auslass 23 dient insbesondere dazu, die Beschichtungskammer zu evakuieren und/oder die in der Beschichtungskammer vorhandenen, jedoch unerwünschten Bestandteile zu entfernen, bevorzugt mittels einer nicht gezeigten Vakuumpumpe. 1 shows a device 1 for coating a two- or three-dimensional body, the device comprising a coating chamber 3 having. The coating chamber 3 has a positioning device 5 for the two- or three-dimensional body to be coated 7 on. Also, the device 1 a nozzle 9 through, through which the liquid medium in the form of finely divided droplets 11 in the coating chamber 3 is introduced and preferably on at least one surface of the two- or three-dimensional body to be coated 7 meets. The liquid medium can be supplied via the supply line 13 in an antechamber 15 be initiated. The pre-chamber is either pressurized and the liquid medium thus through a valve, not shown, through the nozzle 9 introduced into the coating chamber. Alternatively lies in the antechamber 15 a piezoelectric ceramic, which is connected to a power source, so that the nozzle 9 is added in ultrasonic vibrations, whereby the liquid medium is atomized. Also in the coating chamber 3 a plasma generating device 17 present, which is capable of generating a low-temperature plasma. Also is one with a valve 21 provided gas inlet 19 to see. The outlet also shown 23 serves, in particular, to evacuate the coating chamber and / or to remove the undesirable components present in the coating chamber, preferably by means of a vacuum pump (not shown).

2 zeigt eine Scheibe 30 einer bevorzugt erfindungsgemäß eingesetzten Düse, wobei die Unterseite 31 der Scheibe zu sehen ist. In der Mitte der Scheibe befindet sich eine Wirbelkammer 33, welche zentriert eine Austrittsöffnung 35 aufweist. Ebenfalls weist die Unterseite 31 der Scheibe 30 einen Zuführring 37 auf, von dem sich nicht-radial Einlassschlitze 39 bis 42 hin zur Wirbelkammer 33 erstrecken. Ebenfalls weist die Scheibe 30 eine ringförmige Umfangswand 43 und vier Inselflächen 45 bis 48 auf. Die ringförmige Umfangswand 43 und die inselförmigen Erhebungen 45 bis 48 haben dieselbe Höhe und bilden die Unterseite 31 der Scheibe 30. 2 shows a disc 30 a nozzle preferably used according to the invention, wherein the underside 31 the disc can be seen. In the middle of the disc is a vortex chamber 33 which centers an exit opening 35 having. Also, the underside points 31 the disc 30 a feed ring 37 on which are non-radial inlet slots 39 to 42 towards the vortex chamber 33 extend. Also shows the disc 30 an annular peripheral wall 43 and four island areas 45 to 48 on. The annular peripheral wall 43 and the island-shaped elevations 45 to 48 have the same height and form the bottom 31 the disc 30 ,

3 zeigt eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzten Düse 50. Die Düse 50 enthält eine Scheibe 30, ein Einlassstück 53 und eine Scheibenhalterung 55. Die Scheibe 30 besitzt eine flache Oberseite 32 und eine flache Unterseite 31. Die Scheibenhalterung 55 ist bevorzugt kreisförmig, kann jedoch eine beliebige Form mit einer flachen Oberseite 57 aufweisen, die zu der flachen Oberseite 32 der Scheibe 30 passt. Der Durchmesser der Scheibe 30 ist etwa der gleiche wie der Innendurchmesser der Scheibenhalterung 55. Zusammen bilden die Scheibe 30, das Einlassstück 53 und die Halterung 55 eine zylindrische Düse mit einer Sprühöffnung 35 in der Mitte der zylindrischen Düseneinheit 50. In der Unterseite 31 der Scheibe 30 sind eine Wirbelkammer 33, Einlassschlitze 39 bis 42, wobei allein die Einlassschlitze 39 und 41 zu sehen sind, und ein Zuführring 37 ausgebildet. Das Einlassstück 53 weist zwei Einlassdurchtritte 59 und 61 auf, wobei diese Durchlasseintritte 59 und 61 einen Durchgang zu dem Zuführring 37 ausbilden. 3 shows a cross-sectional view of a preferred invention used nozzle 50 , The nozzle 50 contains a slice 30 , an inlet piece 53 and a disc holder 55 , The disc 30 has a flat top 32 and a flat bottom 31 , The disc holder 55 is preferably circular, but may be any shape with a flat top 57 that point to the flat top 32 the disc 30 fits. The diameter of the disc 30 is about the same as the inner diameter of the disc holder 55 , Together form the disc 30 , the inlet piece 53 and the holder 55 a cylindrical nozzle with a spray opening 35 in the middle of the cylindrical nozzle unit 50 , In the bottom 31 the disc 30 are a vortex chamber 33 , Inlet slots 39 to 42 where only the inlet slots 39 and 41 can be seen, and a Zuführring 37 educated. The inlet piece 53 has two inlet passages 59 and 61 on, with these passage entries 59 and 61 a passage to the feed ring 37 form.

Beispiel: Example:

Der Vorläuferverbindung Hexamethyldisiloxan (HMDSO) wurde Silbernitrat im Überschuss zugesetzt – das heißt es wurde mehr Silbernitrat zugesetzt als sich in HMDSO lösen kann – und miteinander verrührt. Nach dem Verrühren bildete sich ein Bodensatz. Anschließend wurde der flüssige Überstand (Lösung) einer mit Druck beaufschlagbaren Vorkammer, welche vor einer erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß bevorzugten Düse angebracht war, zugeführt und mittels Argon unter Druck gesetzt. Der Druckunterschied gegenüber Atmosphäre betrug dabei etwa 2 bar. In der Beschichtungskammer wurde ein Niedertemperaturplasma gezündet, in welches die Lösung über die Düse eingespritzt wurde. Die so aktivierte Vorläuferverbindung Hexamethyldisiloxan (HMDSO) wurde zusammen mit Silbernitrat, insbesondere mit den Silberionen, auf die zu beschichtete Oberfläche, bevorzugt eines Siliziumwafers, abgeschieden. Die so entstandene Beschichtung enthielt ca. 1 Atom-% Silber und konnte durch Wahl des Plasmagases entweder polymerartig oder als Hartstoffschicht dargestellt werden. Silver nitrate was added in excess to the precursor hexamethyldisiloxane (HMDSO) - that is, more silver nitrate was added than can dissolve in HMDSO - and stirred together. After stirring, a sediment formed. Subsequently, the liquid supernatant (solution) of a pressurizable antechamber, which was mounted in front of a nozzle according to the invention or preferred according to the invention, fed and pressurized by means of argon. The pressure difference with respect to atmosphere was about 2 bar. In the coating chamber, a low-temperature plasma was ignited, in which the solution was injected through the nozzle. The thus activated precursor compound hexamethyldisiloxane (HMDSO) was deposited together with silver nitrate, in particular with the silver ions, on the surface to be coated, preferably a silicon wafer. The resulting coating contained about 1 atom% of silver and could be represented by choice of the plasma gas either polymer-like or as a hard material layer.

Die Silbermenge in der Vorläuferverbindung Hexamethyldisiloxan (HMDSO) lässt sich dadurch steigern, dass zusätzlich ein mit HMDSO mischbares Lösemittel verwendet wird, welches Silbernitrat besser löst als HMDSO, und dieses Gemisch durch die Düse in die Beschichtungskammer eingespritzt wird. The amount of silver in the precursor compound hexamethyldisiloxane (HMDSO) can be increased by additionally using an HMDSO miscible solvent which dissolves silver nitrate better than HMDSO, and this mixture is injected through the nozzle into the coating chamber.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 69429354 T2 [0040, 0040] DE 69429354 T2 [0040, 0040]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Zotov et al., Journal of Membrane Science, 2013, 442, 119 bis 123 [0003] Zotov et al., Journal of Membrane Science, 2013, 442, 119-123 [0003]
  • Leivo et al., Progress in Organic Coatings, 2004, 49, 69–73 [0003] Leivo et al., Progress in Organic Coatings, 2004, 49, 69-73. [0003]

Claims (11)

Verfahren zur Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums, b) Bereitstellen einer Beschichtungskammer, die einen zu beschichtenden zwei- oder dreidimensionalen Körper und eine Plasmaerzeugungsvorrichtung aufweist, wobei in der Beschichtungskammer ein Druck von weniger als 1 bar vorliegt, c) Einbringen des flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums ohne Trägergas mittels einer Düse in die Beschichtungskammer, d) Aktivieren der mindestens einen Vorläuferverbindung mittels eines durch die Plasmaerzeugungsvorrichtung erzeugten Niedertemperaturplasmas, e) Abscheiden der mindestens einen aktivierten Vorläuferverbindung auf mindestens einer Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers, und f) Erhalten einer Beschichtung auf der mindestens einen Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers.  Method for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, the method comprising the following steps: a) providing a liquid medium containing at least one precursor compound, b) providing a coating chamber having a two- or three-dimensional body to be coated and a plasma generating device, wherein a pressure of less than 1 bar is present in the coating chamber, c) introduction of the liquid medium containing at least one precursor compound without carrier gas by means of a nozzle into the coating chamber, d) activating the at least one precursor compound by means of a low-temperature plasma generated by the plasma-generating device, e) depositing the at least one activated precursor compound on at least one surface of the two- or three-dimensional body, and f) obtaining a coating on the at least one surface of a two- or three-dimensional body. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium in Form von Tröpfchen eingebracht wird, wobei mindestens 90% aller Tröpfchen einen Durchmesser von 100 µm oder weniger aufweisen. The method of claim 1, wherein the liquid medium containing the at least one precursor compound is introduced in the form of droplets, wherein at least 90% of all droplets have a diameter of 100 μm or less. Verfahren der Ansprüche 1 oder 2, wobei das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium in einer Vorkammer der Düse vorhanden ist, wobei in der Vorkammer ein Druck von mehr als 0,5 bar vorliegt und das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium durch Öffnen eines Ventils in die Beschichtungskammer mittels der Düse eingebracht wird. The method of claims 1 or 2, wherein the liquid, the at least one precursor compound-containing medium is present in an antechamber of the nozzle, wherein in the prechamber a pressure of more than 0.5 bar and the liquid, the at least one precursor compound containing medium Opening a valve is introduced into the coating chamber by means of the nozzle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium mittels Ultraschalls zerstäubt wird und durch die Düse in die Beschichtungskammer eingebracht wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the liquid medium containing the at least one precursor compound is atomized by means of ultrasound and is introduced through the nozzle into the coating chamber. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Beschichtungskammer ein Druck von weniger als 800 mbar vorliegt. Method according to one of the preceding claims, wherein a pressure of less than 800 mbar is present in the coating chamber. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Niedertemperaturplasma eine Temperatur von maximal 200 °C (bezogen auf die Neutralteilchen und/oder die Ionen des Plasmas) aufweist. Method according to one of the preceding claims, wherein the low-temperature plasma has a maximum temperature of 200 ° C (based on the neutral particles and / or the ions of the plasma). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Niedertemperaturplasma durch kapazitive oder induktive Koppelung, Mikrowellen, Gleichstrom oder dielektrische behinderte Entladung erzeugt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the low-temperature plasma is generated by capacitive or inductive coupling, microwaves, direct current or dielectrically impeded discharge. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flüssige, die mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltende Medium als Vorläuferverbindung durch das Niedertemperaturplasma aktivierbare Monomere aufweist, die nach dem Abscheiden gemäß Schritt e) auf der Oberfläche des zwei- oder dreidimensionalen Körpers zu einer polymeren, polymerartigen oder Hartstoff-Beschichtung reagieren.  Method according to one of the preceding claims, wherein the liquid containing at least one precursor compound as a precursor compound by the low-temperature plasma activatable monomers which after depositing according to step e) on the surface of the two- or three-dimensional body to a polymeric, polymer-like or hard material Coating react. Vorrichtung zum Beschichten mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, bevorzugt zum Durchführen eines Verfahrens nach einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend (i) eine Beschichtungskammer, die eine Niedertemperaturplasmaerzeugungsvorrichtung aufweist und in der ein Druck von weniger als 1 bar vorliegen kann, und (ii) eine Düse, die dazu geeignet ist, ein flüssiges, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltendes Medium ohne Trägergas in die Beschichtungskammer einzubringen, wobei in der Beschichtungskammer ein Druck von weniger als 1 bar vorliegt. Apparatus for coating at least one surface of a two- or three-dimensional body, preferably for carrying out a method according to one or more of claims 1 to 8, comprising (i) a coating chamber having a low temperature plasma generating device and in which a pressure of less than 1 bar may be present, and (Ii) a nozzle which is suitable for introducing a liquid, at least one precursor compound containing medium without carrier gas in the coating chamber, wherein in the coating chamber, a pressure of less than 1 bar is present. Beschichtete Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers, hergestellt durch ein Verfahren nach einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 8. Coated surface of a two- or three-dimensional body produced by a method according to one or more of claims 1 to 8. Verwendung eines trägergasfreien Einbringens eines flüssigen, mindestens eine Vorläuferverbindung enthaltenden Mediums in eine Beschichtungskammer, wobei die Beschichtungskammer einen Druck von weniger als 1 bar und eine Niedertemperaturplasmaerzeugungsvorrichtung aufweist, zur homogenen Beschichtung mindestens einer Oberfläche eines zwei- oder dreidimensionalen Körpers. The use of a carrier gas-free introduction of a liquid medium containing at least one precursor compound into a coating chamber, wherein the coating chamber has a pressure of less than 1 bar and a low-temperature plasma generating device for homogeneously coating at least one surface of a two- or three-dimensional body.
DE201310222199 2013-10-31 2013-10-31 Low and medium pressure plasma process for surface coating by means of percursor feed without carrier gas Ceased DE102013222199A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310222199 DE102013222199A1 (en) 2013-10-31 2013-10-31 Low and medium pressure plasma process for surface coating by means of percursor feed without carrier gas
EP14191221.2A EP2875874A1 (en) 2013-10-31 2014-10-31 Low and medium pressure plasma method for surface coating by supplying precursor without carrier gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310222199 DE102013222199A1 (en) 2013-10-31 2013-10-31 Low and medium pressure plasma process for surface coating by means of percursor feed without carrier gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013222199A1 true DE102013222199A1 (en) 2015-04-30

Family

ID=52811741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310222199 Ceased DE102013222199A1 (en) 2013-10-31 2013-10-31 Low and medium pressure plasma process for surface coating by means of percursor feed without carrier gas

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013222199A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3235574A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-25 Camag AG Apparatus for derivatisation and process
CN117444215A (en) * 2023-09-02 2024-01-26 南京航空航天大学 Ultrasonic atomization deposition metal particle device and application method thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999002756A1 (en) * 1997-07-14 1999-01-21 Symetrix Corporation Method and apparatus for fabrication of thin films by chemical vapor deposition
US6235112B1 (en) * 1998-01-26 2001-05-22 Asm Japan K.K. Apparatus and method for forming thin film
US20020009545A1 (en) * 2000-04-20 2002-01-24 Yoshihiro Hayashi Method for vaporization of liquid organic feedstock and method for growth of insulation film
DE69429354T2 (en) 1993-09-30 2002-05-23 Parker Hannifin Corp SPRAY HEAD AND METHOD FOR THE PRODUCTION
US20050227018A1 (en) * 2002-06-01 2005-10-13 Surface Innovations Limited Application of a coating forming material onto at least one substrate
US20060177598A1 (en) * 2002-05-17 2006-08-10 Surface Innovations Limited Atomisation of a precursor into an excitation medium for coating a remote substrate
US20100009095A1 (en) * 2005-03-03 2010-01-14 Surface Innovations Ltd. Method and Apparatus for Producing a Coating on a Substrate
WO2011130174A1 (en) * 2010-04-15 2011-10-20 Novellus Systems, Inc. Gas and liquid injection methods and apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69429354T2 (en) 1993-09-30 2002-05-23 Parker Hannifin Corp SPRAY HEAD AND METHOD FOR THE PRODUCTION
WO1999002756A1 (en) * 1997-07-14 1999-01-21 Symetrix Corporation Method and apparatus for fabrication of thin films by chemical vapor deposition
US6235112B1 (en) * 1998-01-26 2001-05-22 Asm Japan K.K. Apparatus and method for forming thin film
US20020009545A1 (en) * 2000-04-20 2002-01-24 Yoshihiro Hayashi Method for vaporization of liquid organic feedstock and method for growth of insulation film
US20060177598A1 (en) * 2002-05-17 2006-08-10 Surface Innovations Limited Atomisation of a precursor into an excitation medium for coating a remote substrate
US20050227018A1 (en) * 2002-06-01 2005-10-13 Surface Innovations Limited Application of a coating forming material onto at least one substrate
US20100009095A1 (en) * 2005-03-03 2010-01-14 Surface Innovations Ltd. Method and Apparatus for Producing a Coating on a Substrate
WO2011130174A1 (en) * 2010-04-15 2011-10-20 Novellus Systems, Inc. Gas and liquid injection methods and apparatus

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Leivo et al., Progress in Organic Coatings, 2004, 49, 69-73
Zotov et al., Journal of Membrane Science, 2013, 442, 119 bis 123

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3235574A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-25 Camag AG Apparatus for derivatisation and process
CN107303548A (en) * 2016-04-19 2017-10-31 卡玛股份公司 Derivatization instrument and derivatization method
CH712376A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-31 Camag Derivatization device and method.
CN107303548B (en) * 2016-04-19 2020-08-07 卡玛股份公司 Derivatization apparatus and derivatization method
CN117444215A (en) * 2023-09-02 2024-01-26 南京航空航天大学 Ultrasonic atomization deposition metal particle device and application method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2486163B1 (en) Atmospheric pressure plasma method for producing surface-modified particles and coatings
DE69532853T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR MICROWAVE PLASMA PRODUCTION
DE60210267T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR THE SOLIDAGE APPLICATION AND COMPRESSION OF POWDER PARTICLES BY MEANS OF HIGH SPEED AND THERMALLY PLASTIC FORMING
EP3094761B1 (en) Plasma coating method for depositing a functional layer, and depositing device
EP1183133B1 (en) Jet spray tool and device containing a jet spray tool
DE69918173T2 (en) METHOD FOR PRODUCING POLYMERS WITH NONLINEAR OPTICAL PROPERTIES
EP1394283B1 (en) Process and apparatus for coating of large area of substrates under atmospheric pressure
WO1999042637A1 (en) Method and device for coating a substrate, and coated substrate
EP1926841A1 (en) Cold gas spraying method
EP2041332A1 (en) Method and device for plasma-assisted chemical vapour deposition on the inner wall of a hollow body
EP2631025A1 (en) Plasma spray method
EP2054166B1 (en) Method and device for producing a coating
DE112016007052T5 (en) Spray coating film forming apparatus and spray coating film forming method
DE102013222199A1 (en) Low and medium pressure plasma process for surface coating by means of percursor feed without carrier gas
EP1928597B1 (en) Method for the attachment of nanoparticles to substrate particles
DE3326376A1 (en) METHOD FOR PRODUCING GLIMP POLYMERISATE LAYERS
EP2875874A1 (en) Low and medium pressure plasma method for surface coating by supplying precursor without carrier gas
DE10104614A1 (en) Plasma system and method for producing a functional coating
DE10035177C2 (en) Process for the plasma-assisted treatment of the inner surface of a hollow body and use of the same
EP2387456B1 (en) Method for modifying the surface of particles and device suitable for the same
EP2186922B1 (en) Method for deposting a nanocomposite layer on a substrate using chemical vapor deposition
EP1925360A1 (en) Procédé et réacteur de production de particules fines
DE102018203750A1 (en) Method for producing a component, through the interior of which at least one microchannel is guided
DE69838345T2 (en) DEPOSITION OF MATERIAL
JPH01294805A (en) Coated metal powder and production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final